岩石隧道掘进机施工工艺技术
隧道工程第九章隧道掘进机(TBM)施工
永久支护
根据隧道设计要求，采用模筑混凝土、 钢筋混凝土等材料，对隧道进行永久 性支护，确保隧道结构安全。
通风与通风管道，为隧道施工提供足够的新鲜空 气，降低粉尘和有害气体浓度。
排水技术
设置合理的排水系统，将隧道内的地下水排出洞外，防止积 水对施工造成影响。
弃渣与运输技术
程量。
长隧道
TBM适用于长度较长 的隧道施工。TBM的 连续掘进能力有助于缩 短工期，降低施工难度
，提高经济效益。
复杂地质条件
TBM适用于地质条件 复杂、存在较大涌水量 的隧道施工。TBM的 密封性能较好，可以有 效地控制涌水，减少对
环境的影响。
TBM施工的历史与发展
TBM施工起源于20世纪中叶，最早应用于欧洲国家的铁路隧道施工。随着技术的不断发展 和完善，TBM逐渐应用于水利、市政、公路等领域的隧道施工。
弃渣处理
合理规划弃渣场地，确保弃渣不占用 耕地和破坏环境。
运输组织
根据施工进度和运输距离，合理安排 运输车辆和路线，确保弃渣和施工材 料的及时运输。
05
TBM施工案例分析
某地铁隧道TBM施工案例
总结词：高效快速
详细描述：某地铁隧道采用TBM施工，实现了高效快速的施工效果，缩短了工期，减少了施工对周边 环境的影响。
单护盾TBM和双护盾TBM
单护盾TBM适用于地质条件比较 简单、地下水不发育的隧道施工。
双护盾TBM适用于地质条件比较 复杂、地下水发育的隧道施工。
单护盾TBM具有结构简单、造价 低、施工速度快等优点，但同时 也存在对地质条件要求较高、施
工安全风险较大的缺点。
选择合适的TBM类型
在选择TBM类型时，应综合考虑隧道的地质条件、施工环境、工期要求、工程造 价等多方面因素。
岩石巷道掘进工艺
煤矿岩石巷道掘进工艺简介一. 煤矿岩巷掘进的特点：围岩特征：煤田均属于沉积矿床，因此围岩以灰岩、泥岩、砂岩、页岩、煤等5种沉积岩类为主，其节理裂隙非常丰富，强度较低，这些岩石对支护不利，但对开拓掘进是有利的。
设备、器材：由于煤在成岩过程中，一些有机物在腐化变质时产生了大量的可燃性气体（瓦斯），这些气体的存在使得煤矿岩巷掘进变得更为复杂了，使井下所用的设备、器材的选型受到了很多的限制，对凿岩机具、装药运输设备、爆破器材等性能的发挥产生了严重影响。
这是制约煤矿岩石巷道掘进速度的重要因素。
二. 岩巷钻爆法施工工序：目前矿山岩石巷道仍然以钻眼爆破法施工为主。
岩巷钻爆法施工工序较多，但主要分为以下三大工序：（1）、凿岩爆破（2）、装岩运输（3）、支护工艺打上部眼——放炮——临时支护——打锚杆、挂网——出矸——打下部眼——放炮——打锚杆、挂网——喷浆三.岩巷常用的作业线手持式凿岩机与耙斗式（或侧卸式）装岩机为主的作业线；四. 凿岩爆破技术（1）、凿岩机具风动气腿凿岩机由于具有重量轻，结构紧凑，机动灵活，适应性强等特点，是我国应用最为广泛的一种凿岩工具。
在我国较为广泛使用的手持式凿岩机主要有：7655、YT24、YT26、YT27、YT28、YTP26、YT25DY等七种，其中7655（ YT24 ）凿岩机性能、质量较为稳定。
近年来市场上出现了最新的YTP29型。
从发展的角度来分：气腿凿岩机为第一代；半液压凿岩台车为第二代；七十年代的全液压凿岩台车为第三代；到八十年代的电子设备给大功率全液压设备提供了先进的自动化功能，这种设备由换钎、定位开孔，到凿岩结束、返钎全部自动化控制，这为第四代凿岩设备，九十年代后凿岩机的功率又有所加大。
从八十年代后我国岩巷掘进设备没有多大发展，（2）、爆破工艺（a）、炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技术参数之一，合理炮眼深度的确定在快速掘进中是非常关键的，它决定着各工序的工作量及完成时间，同时对爆破效果和循环进尺有重要影响。
深斜井小断面软弱围岩隧洞快速掘进施工工法(2)
深斜井小断面软弱围岩隧洞快速掘进施工工法深斜井小断面软弱围岩隧洞快速掘进施工工法一、前言隧洞工程在城市地下交通建设和市政工程中起着重要作用。
然而，由于软弱围岩的存在，会给工程的实施带来困难和风险。
因此，开发一种适用于深斜井小断面软弱围岩隧洞快速掘进的施工工法具有重要意义。
本文将介绍一种能够高效安全地进行此类隧洞施工的工法。
二、工法特点该工法具有以下几个特点：1. 高效快速：通过采用组合钻爆掘进技术，能够大幅度提高隧洞的掘进速度。
2. 安全稳定：采用深孔爆破技术，结合合理的支护措施，保证施工过程中的安全性和稳定性。
3. 灵活适应：能够根据实际工程的情况进行灵活调整，适应各种软弱围岩的施工需求。
4. 节约成本：通过优化工艺流程和合理配置机具设备，能够在保证质量的前提下降低施工成本。
三、适应范围该工法适用于深斜井小断面软弱围岩隧洞的掘进施工，尤其适合于需要快速掘进的工程项目，如城市地铁道路建设等。
四、工艺原理该工法通过选用钻爆掘进技术，结合深孔爆破技术和支护措施，实现隧洞的高效快速掘进。
首先，根据软弱围岩的特点，对施工工法进行优化设计。
然后，通过钻探爆破技术，对隧洞进行掘进。
在掘进过程中，根据需要对软弱围岩进行支护，确保隧洞的稳定性和安全性。
最后，进行清理和养护，使隧洞满足设计要求。
五、施工工艺1. 前期准备：包括工地平整、设备调试、施工材料准备等。
2. 预探测：通过地质勘探和试探验窗等手段，对工程区域进行前期调查和预测。
3. 钻孔与爆破：根据施工设计要求，选取合适的钻孔方法和爆破参数，在施工现场进行钻孔爆破作业。
4. 支护与固定：根据软弱围岩的特点和施工要求，选择适当的支护材料和方法，对隧洞进行支护和固定。
5. 清理和养护：进行隧洞内部的清理工作，确保施工质量。
同时，对支护结构进行养护和维护，确保其稳定性和耐久性。
六、劳动组织根据工程的规模和施工工期，合理组织施工人员和机具设备，确保施工进展顺利。
七、机具设备1. 钻探设备：包括钻机、钻具、岩石分析仪等。
矿山开采中的岩石岩层掘进技术
新型掘进材料与工艺
新型掘进材料与工艺是指利用新材料和新工艺，提高岩石 岩层掘进效率和安全性。通过新型掘进材料与工艺，可以 降低采矿成本、提高采矿效率，同时也可以解决传统采矿 工艺难以解决的问题。
新型掘进材料与工艺包括高强度耐磨材料、新型切割工具 、高效爆破技术等，通过这些新材料和新工艺的应用，可 以提高采矿作业的效率和安全性。
随着机械技术的不断发展，各种挖掘 机、钻机等设备逐渐应用于矿山开采 ，提高了开采效率。
02
岩石岩层掘进技术原理
岩石力学基础
岩石的物理性质
包括密度、孔隙率、含水量等， 这些性质决定了岩石的强度和变
形特性。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等强度指 标，以及弹性模量、泊松比等弹 性指标，这些性质决定了岩石在
矿山开采中的岩石岩层掘进技术
汇报人：可编辑 2023-12-31
contents
目录
• 岩石岩层掘进技术概述 • 岩石岩层掘进技术原理 • 岩石岩层掘进技术应用 • 岩石岩层掘进技术挑战与解决方案 • 岩石岩层掘进技术发展趋势
01
岩石岩层掘进技术概述
定义与特点
定义
岩石岩层掘进技术是指在矿山开采过程中，利用各种工具和方法对岩石和岩层 进行切割、破碎、挖掘等作业，以达到开采目的的技术。
适用场景
适用于大部分矿山开采和隧道建设等工程。
软岩掘进
01 02
软岩掘进技术
针对松软、破碎或含水较多的岩石岩层，采用松土机或注浆法进行掘进 。松土机将软岩破碎，注浆法则通过注浆管将浆液注入软岩中，提高其 稳定性。
软岩掘进特点
软岩掘进速度较慢，效率较低，但可有效保护围岩稳定性，减少坍塌风 险。需注意控制挖掘深度和注浆压力。
隧道工程第九章 隧道掘进机TBM施工
三、掘进机的国内外发展现状
TBM施工法始于二十世纪三十年代，限于机械技术水 隧 平，其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机技 道 术水平的不断提高发展较快。迄今为止，世界上采用TBM施
工
程 工的隧道超过1000座，总长度超过4000km，以逐步成为长大 隧道修建的主要施工方法之一。
国外典型应用——英吉利海峡隧道
（1）单水平撑靴掘进机
特点：在机身的水平方向每侧只设置了一个水平撑靴，故称为单撑靴式。
基本构造：
①主梁和掘进刀盘支架是掘进机的构架，为所用其它构件提供安装支点；
隧
道 ②掘进刀盘的四周安装了刀盘护盾，利用可调试顶盾、侧盾和下支撑保持一种保持一 工 种浮动支撑，从而保证了切削刀盘的稳定； 程 ③主梁上安装推力千斤顶和支撑系统。由于每侧只采用了一个水平撑靴，因此它在掘
进过程中，方向调整是随时进行的，掘进的轨迹是曲线。
SUI DAO GONG CHENG
（2）双水平撑靴掘进机 特点：在机身的前后每侧有两个水平撑靴，故称为双撑靴式。 基本构造： ①主机架的后端与后下支撑连接，推进千斤顶推动主机架及掘进刀盘前进；
隧 ②在掘进中有两对水平撑靴撑紧洞避，因此掘进方向一经定位，只能沿着直 道 线掘进，只有在重新定位后，才能调整方向，所以掘进机轨迹是折线。
隧 微型TBM
道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
双圆或三圆TBM
隧 道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
母子盾构TBM
隧 道 工 程
椭圆型断面TBM
SUI DAO GONG CHENG
矩形断面TBM
隧 道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
岩巷快速掘进施工技术课件
岩巷快速掘进技术的发展历程
通过采用岩巷快速掘进技术，可以大幅提高采矿效率，缩短采矿周期，加快资源开发速度。
提高采矿效率
该技术能够减少采矿过程中的浪费，降低采矿成本，提高矿山企业的经济效益。
总结词
钻爆法是传统的岩巷掘进方法，通过钻孔、装药、引爆等工序将岩石破碎，然后进行出渣和支护，实现巷道的向前掘进。该方法具有适用性强、成本较低的优点，但施工效率相对较低，且对围岩的扰动较大。
详细描述
钻爆法掘进
总结词
通过盾构机前部的切削装置将岩石破碎，同时盾构机壳体作为支护，实现巷道掘进。
详细描述
盾构法是一种全机械化的岩巷掘进方法，通过盾构机前部的切削装置将岩石破碎，同时盾构机壳体作为临时支护，防止围岩坍塌。该方法具有施工速度快、对围岩扰动小的优点，但设备成本较高，且对地质条件要求较高。
岩巷快速掘进施工技术课件
岩巷快速掘进技术概述 岩巷快速掘进施工方法 岩巷快速掘进施工工艺 岩巷快速掘进施工中的问题与对策 岩巷快速掘进技术的发展趋势与展望
contents
目 录
01
岩巷快速掘进技术概述
岩巷快速掘进技术的定义
岩巷快速掘进技术是指在岩层中进行快速挖掘的施工方法和技术，主要应用于煤矿、金属矿等地下矿山的开采。
该技术通过采用先进的施工设备、优化施工工艺和管理方式，提高挖掘效率、降低成本、缩短工期，为矿山开采提供高效、安全的技术支持。
近年来，随着信息技术、自动化技术等高科技的引入，岩巷快速掘进技术得到了进一步优化和发展，实现了智能化、自动化的挖掘方式。
岩巷快速掘进技术经历了从传统的人工挖掘到现代化的机械挖掘的演变过程。
隧道全断面岩石掘进机(TBM)法施工安全技术与风险控制
隧道全断面岩石掘进机（TBM）法施工安全技术与风险控制一、风险分析（1）在吊装作业前，钢丝绳死弯、吊钩连接松动以及限位器发生失灵状况且未及时检测维修，可能造成吊装作业中钢丝绳断裂、吊钩脱落等后果，从而造成起重伤害。
（2）机械设备运行和维护中，作业人员若防护不当，可能导致作业人员被运行中的机械绞、碰、切、割、戳，从而造成机械伤害；或在维护中被工具击伤造成机械伤害。
（3）通过软弱围岩、岩爆、小岩溶、膨胀岩、高瓦斯等特殊地段时，若施工指挥人员指挥不当、施工方案不完善或者工作人员操作不当，遇软弱围岩、膨胀岩等，可能发生围岩坍塌、透水、冒顶片帮等事故；遇高瓦斯等特殊地段，可能发生中毒和窒息、瓦斯爆炸等事故。
（4）施工过程中，机械的刀具、刀盘、主轴承等重要部件失效失灵，可能因刀具、刀盘碎裂而飞出伤人，主轴承断裂而造成机械伤害。
（5）施工运输指挥不当，信号和制动失灵，货车汽车超速、超载及机械故障等，可能会导致货车侧翻、机械损伤甚至导致车祸发生，造成车辆伤害。
（6）未配备消防器材或消防器材失效，可能导致在意外火情发生时无法及时处理，从而酿成火灾、人体被灼烫等事故。
（7）TBM作业人员未经过专业培训、考核合格并取得相应操作证后就上岗，因不具备专业技术可能导致掘进机在工作过程中出现操作失误，引起不必要的机械伤害。
（8）遇到软弱围岩地段时，未专门制定施工方案或施工方案未经专家审核合格就开始施工掘进，可能因施工方案的不足而导致施工过程中出现围岩压力不足而使隧道坍塌。
（9）TBM掘进时，针对不同地段的不同地质条件选择的掘进参数或掘进模式不合理，可能导致在掘进过程中机械运转不良，从而出现故障，或者掘进后隧道质量不能满足设计预期。
（10）TBM及后配套设备的保养和检修工作在机器停止操作前就进行的，可能导致检修工作人员在检修作业中被机械绞、碾、碰、割、戳、切伤或致死，造成机械伤害。
（11）隧道在贯通过程中，洞内外若联络不畅，可能导致在隧道贯通前后因无法互相获知准确位置消息与指挥信息而在贯通瞬间造成机械碰撞、围岩崩塌等事故，可能对工作人员造成机械伤害。
掘进机掘进破岩技术及施工工艺
无论采用哪种截割方法，都应特别注意扫底， 否则由于底板上堆积大量煤岩，会影响清底，还 会使掘进机的履带向前行走时越垫越高，截割底 面随之越掘越高。在截割过程中，装载铲板不应 轻易抬起。
5.在复杂地质条件下破岩的操作 方法及注意事项
（1）平巷掘进，煤层底板突然上升，底板 需起坡时，掘进机截割底板，应抬高截割头 使之稍抬高于装载铲板前沿。当完成一截割 循环，机器前进时，装载铲板要稍太高，相 应的在变坡点后要把掘进机履带适当垫高， 避免履带跑空打滑。当装载铲板抬与所掘巷 道的坡度一致时，落下装载铲板，继续正常 截割。
（2）由下向上掘进25゜以上的倾斜巷道时，必须 将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤 人，人行道应设扶手、梯子和信号装置。斜巷与上部 巷道贯通时，必须有安全措施。
下节主要学习内容
1.掘进机技术特征 2.掘进机技术特点 3.掘进机操作使用方法 4.机器常见故障原因及处理方法 5.掘进机安装维护及检修
1.国内外掘进机使用情况
掘进机用于巷道机掘施工，机掘速度快，效率高，
巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，施工质量好等 诸多优点，被越来越多的国家所认识。据统计，掘 进机掘进巷道的速度较钻爆法提高约2倍，工程造价 可降低40%左右。国外专家认为，随着新掘进巷道 长度的增加，掘进机掘进的效果越能发挥，认为部 分断面掘进机，新掘巷道长度最好能在809m以上， 而全断面掘进机则在3000m以上。目前国外采用最 多的是部分断面掘进机，这种掘进机比较灵活，可 使煤岩分掘。部分断面掘进机中有70%为重型，质 量在40t以上，用于掘进抗压强度在60MPa以上的岩 石。在较软岩层和煤层中则采用轻型掘进机，质量 在40t以下。
（2）煤岩的开凿顺序。在半煤岩巷道掘 进中，煤半、岩的开掘顺序对掘进速度和效 率有很大影响。在通常情况，应实行全断面 一次开掘，并尽可能实行煤、岩分别采用倒 台阶工作面或正台阶工作面的掘进方法，使 煤层超前于岩层超前于岩层开掘。
浅析硬岩隧道掘进机（TBM）空推施工技术要点
浅析硬岩隧道掘进机（TBM）空推施工技术要点摘要：广东省深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段始发井位于翰林站北端头大里程段终于梅林关站，隧道区间处于中、微风化花岗岩中。
硬岩TBM适用于山岭隧道硬岩掘进，代替传统的钻爆法，在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的4～10倍，最佳日进尺可达40m；具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。
特别是高效快速可使工程提前完工，提前创造价值，对我国的现代化建设有很重要的意义。
关键词：硬岩；TBM；掘进TBM也称全断面隧道掘进机，它具有掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工。
深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段在缓和曲线始发，纵断面处于2.8%上坡曲线，隧道埋深12-137m，隧道主要穿越微风化岩层，采用1.5m厚400mm管片。
1、工程基本概况梅～翰区间全长约2311m，其中矿山段193.906m，TBM工作段1965m，TBM空推段153.229m。
梅林关站～翰林站区间TBM始发井位于翰林站北端头大里程段，先以单洞单线断面下穿2000×2000mm雨水管、梅东四路、皇岗彩田立交桩基后，上跨深圳地铁10号线孖雅区间、侧穿新彩隧道、下穿厦深铁路、上跨东江饮水干道、下穿南坪快速路，之后与出入线以单洞双线穿行小山包后到达梅林关。
区间平面线路最小曲线半径为450m；纵断面为一字坡，最大纵坡为28‰。
2、TBM基本特征2.1工作原理双护盾TBM，又称为伸缩式TBM。
具有主推和辅推两套推进系统，可实现掘进的同时完成拼装管片作业，大大提高施工效率。
此外，因为具备两套推进系统，该机型即可适用软岩地层（单护盾模式），又可适用硬岩地层（双护盾模式），具有广泛的地质适应性。
TBM是利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩，通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣，落入主机皮带上向后输送，再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。
掘进机掘进破岩技术及施工工艺
市场前景展望
掘进机市场需求持续增长
智能化、自动化技术成为发展 趋势
绿色环保、节能减排成为重要 方向
掘进机技术不断创新，提高施 工效率和安全性
对未来发展的建议
提高掘进机性能：提高掘进机的工作效率、安全性和稳定性 智能化发展：引入人工智能技术，实现掘进机的智能化操作和监控 绿色环保：采用环保材料和工艺，降低掘进机施工对环境的影响 提高施工效率：优化施工工艺，提高掘进机的施工效率和施工质量
破岩技术优缺点
优点：效率高，速度快，能够快速完成破岩任务 缺点：对设备要求高，需要定期维护和保养 优点：安全性高，能够有效避免人员伤亡 缺点：成本较高，需要投入大量的资金和资源
适用范围
适用于各种岩石、土层、地下水等复杂地质条件下的掘进作业 适用于隧道、地铁、水利、矿山等工程领域的掘进作业 适用于不同直径、不同长度的掘进作业 适用于不同地质条件和施工工艺的掘进作业
掘进机发展趋势与 展望
发展趋势
智能化： 掘进机将 更加智能 化，实现 自动控制、 远程监控 等功能
环保化： 掘进机将 更加注重 环保，减 少噪音、 粉尘等污 染
高效化： 掘进机将 更加高效， 提高掘进 速度、降 低能耗
安全化： 掘进机将 更加注重 安全，提 高操作安 全性、降 低事故率
模块化： 掘进机将 更加模块 化，便于 运输、安 装和维护
安全注意事项
操作人员 必须经过 专业培训， 持证上岗
施工前必 须进行安 全检查， 确保设备、 工具、材 料等符合 安全要求
施工过程 中必须遵 守操作规 程，不得 违规操作
施工过程 中必须佩 戴安全帽、 防护服等 个人防护 用品
施工过程 中必须注 意观察周 围环境， 及时发现 并处理安 全隐患
岩石隧巷道掘进机施工工艺技术
秦岭隧道Ⅰ、Ⅱ线均为单线电气化铁路隧道，Ⅰ线(左线)隧 道使用2台8.8米敞开式掘进机（TBM）由隧道两端相向施 工。Ⅱ线隧道(右线)，采用新奥法施工，初期支护为锚喷， 二次支护为马蹄型带仰拱的模筑混凝土复合衬砌。
隧道于1995年1月18日正式开工，1999年9月6日全部贯 通，2000年8月18日西康铁路开通运营。
2020年5月28日星期四
《地下工程讲稿》
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5.2.2全断面岩石掘进机的类型与结构
按掘进的方式：全断面一次掘进式（又叫一次成洞）和分 次扩孔掘进式（又叫两次成洞）。 按掘进机是否带有护壳：敞开式和护盾式。 掘进机的结构部件：机构和系统。 ➢机构：刀盘、护盾、支撑、推进、主轴、机架及附属设施 设备等。 ➢系统：驱动、出渣、润滑、液压、供水、除尘、电气、定 位导向、信息处理、地质预测、支护、吊运等。
2020年5月28日星期四
《地下工程讲稿》
5
掘进机分类：
掘进机按其结构特征和工作机构破岩方式的不
同，可分为：
全断面掘进机：主要适用于直径一般为2.5～10m的全岩 隧（巷）道，岩石的单轴抗压强度可达50～350MPa；可一 次截割出所需断面，且形状多为圆形，主要用于工程涵洞和 隧道的岩石掘进。 悬臂式掘进机：一般适用于单轴抗压强度小于60MPa的煤、 半煤岩和软岩水平巷道，一次仅能截割断面的一部分，需要 工作机构多次摆动才能掘出所需断面，断面可以是矩形、梯 形、拱形等多种形式，在矿山、尤其是煤矿巷道掘进中使用 普遍。
隧道掘进机械施工方案
隧道掘进机械施工方案1. 引言隧道掘进是指通过机械设备进行地下隧道的开挖工作。
隧道掘进机械施工方案是指在隧道施工过程中使用的机械设备以及相应的施工方法和步骤。
本文档将介绍一种常见的隧道掘进机械施工方案，旨在提供对隧道施工机械的了解和操作指导。
2. 施工机械设备隧道掘进机械施工主要使用的设备包括隧道掘进机和支护设备。
2.1 隧道掘进机隧道掘进机是隧道掘进施工的主要设备，通常由盾构机和钻探机组成。
盾构机适用于泥土地质条件下的隧道掘进，钻探机适用于岩石地质条件下的隧道掘进。
2.2 支护设备隧道掘进过程中，为了保证施工安全和隧道的稳定性，需要使用支护设备对隧道进行支护。
常用的支护设备包括钢支撑和路面防护设备。
3. 施工方法和步骤隧道掘进机械施工的方法和步骤主要包括以下几个方面。
3.1 前期准备在进行隧道掘进施工前，需要进行充分的前期准备工作。
包括对施工现场进行勘察，确定隧道的设计方案和施工参数等。
同时，还需制定施工计划和施工组织方案，明确施工队伍的组织结构和职责分工。
3.2 施工准备在施工前，需要对施工机械设备进行检查和调试，确保设备运行正常。
同时，还需要进行相关的安全培训和操作指导，确保施工人员掌握正确的操作方法和技能。
3.3 隧道掘进根据隧道的设计方案和施工参数设定，控制隧道掘进机械设备的运行，进行隧道的掘进工作。
在掘进过程中，需要密切监测隧道的变形和地质情况，及时调整施工参数，确保施工安全和隧道的稳定性。
3.4 支护施工隧道掘进完成后，需要进行隧道的支护工作。
根据隧道的地质条件和设计要求，选择合适的支护设备，对隧道进行支护。
同时，还需对隧道进行除尘和清洁工作，确保隧道的通畅和正常使用。
3.5 完工验收隧道掘进机械施工完成后，需要进行施工质量的验收工作。
包括对隧道的尺寸、形态和支护设施的合格检查。
以及隧道的防水、通风和照明设施的性能测试等。
只有通过完工验收，隧道施工才能正式交付使用。
4. 施工安全隧道掘进机械施工过程中，安全是首要考虑的因素。
硬岩掘进机法(TBM法)施工
硬岩掘进机法（TBM法）施工一、掘进机施工的特点掘进机法是利用岩石隧道掘进机在岩石地层挖掘隧道的一种施工方法。
隧道掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械，简称掘进机（TBM），如图8-1所示。
图8-1 掘进机实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时，采用掘进机进行隧道施工比较经济。
与钻爆法相比，掘进机法虽然投资多，但具有施工快速、优质、安全、经济、环保等突出优点。
采用掘进机施工时，应明确地质条件及必要预处理措施。
隧道长度应在6～7km以上，围岩的单轴抗压强度在50～200MPa之间。
从地层岩性条件来看，掘进机一般只适用于圆形断面隧道，隧道开挖直径在3～12m之间，一次性连续开挖隧道长度不宜短于6km，6～15km比较经济。
掘进机适用于中硬岩层。
岩层的地质情况对掘进机进尺影响很大，应尽量避免复杂地层，或需要增加较多辅助设备才能处理的不良地质段。
掘进机属大型专用设备，重达几千吨，拼装长度可达200多米，洞外配套设施多，所以，对施工场地和运输方案都有很高的要求。
二、掘进机施工要点及注意事项1.影响掘进效率的主要地质因素岩石的单轴抗压强度是影响掘进效率的关键因素之一。
岩石的硬度和耐磨性越高，刀具消耗和施工成本就越高，造成停机换刀次数增加，影响掘进速度。
岩体的裂隙化程度或岩体的完整程度与掘进效率也有很大的关系。
掘进机法通常用于围岩稳定隧道的开挖。
软弱围岩用掘进机施工时支护量大，并限制了撑靴的支撑能力，影响掘进进度。
影响TBM隧道施工的问题，通常是由开挖通过地层的物理性质及岩土的不均匀性引起的。
对于全断面、机械化开挖，由于这种开挖方式很不灵活，所以研究开挖岩体的不均匀性非常重要。
TBM施工通过诸如：软弱地层、断层破碎带、岩爆、涌水、围岩变形、剥落与坍塌及古暗河道等困难地层时，应采取一系列应对措施。
（1）岩体地应力问题。
地应力和岩爆关系密切。
对于深埋隧道，如果围岩为浅变质砂板岩、花岗岩、花岗闪长岩等坚硬脆性岩体，则发生岩爆的可能性较大。
隧道硬岩段掘进工艺
隧道硬岩段掘进工艺[摘要]隧道工程是现代城市建设中不可或缺的一部分。
在隧道建设中，施工工艺的选择直接影响着隧道的建设效率和质量。
隧道采用水磨钻钻孔+静力爆破+冲击劈岩机劈岩法施工工艺可以有效地提高隧道建设的效率和质量，为隧道建设提供了可靠的技术支持。
[关键词]水磨钻钻孔静力爆破冲击劈岩机一、工程概况翔东路隧道项目位于深圳市罗湖区东晓街道区域内，场地北侧为九尾顶自然山体，总地势北高南低，高差较大。
平均高程29.12m～109.86m。
项目范围为lglK0+376～lglK0+661，全长295m；含隧道一座，起迄里程lglK0+376～lglK0+592，长216m，为短连拱隧道，所处地层从上至下为：素填土、粉质黏土、第蓟县系-青白口系混合花岗岩、碎裂岩广泛分布。
设计洞身开挖方案为机械开挖，采用EBZ318型悬臂掘进机开挖，EBZ318型悬臂掘进机为矿山开挖机械，适合于岩体裂隙发育、岩石强度不大于80MPa的隧道洞身开挖。
该机采用切削方式进行掘进，振动小，对围岩扰动极小，集切削、装渣、转运和自行于一身，可以做到切削、转运同步进行，具有多功能性和机动性，掘进机切割部带有自动喷水及吸尘设备，可分解因切割岩面产生的大量粉尘，净化掘进操作现场环境。
当岩石强度过大时，由于翔东路隧道与住宅楼紧邻，无法采用火工爆破作业，采用水磨钻钻孔+静力爆破+冲击劈岩机劈岩法的方式进行洞身开挖。
二、水文地质条件地表水系不发育。
雨季时，雨水自坡顶沿坡面及边坡已建截排水沟漫流，汇集后流入市政雨水管道中。
隧道里程K0+390~K0+410段为山沟，后经关公路建设，形成洼地，为附近区域场地汇水区，雨季时，地表流水汇入该区域后经已有排水沟排走及渗入地下，形成地下水。
场地附近无其它地表水。
整体地势北高南低，高差较大，地下水类型为基岩裂隙水。
土状强风化岩含水弱，富水性差，块状强风化岩风化带内风化裂隙较密集，裂隙贯通性较好，为地下水的富集、流通提供良好的空间，地下水顺地势由北向南径流。
断面岩石掘进机在困难地层中的施工技术范本（2篇）
断面岩石掘进机在困难地层中的施工技术范本一、地质勘探和资料分析地质勘探是岩石掘进机施工前的先决条件，为了确定施工地点和施工方案，需要进行充分的地质勘探和资料分析。
勘探可使用地质雷达、地震勘探等手段，分析施工地层的厚度、岩层类型、地下水位等重要地质参数，为后续施工提供重要的依据。
二、切割和粉碎技术在困难地层中，切割和粉碎技术是岩石掘进机施工的关键环节。
切割技术可采用钎头切割或以钻杆为主体的切割方式，通过旋转或振动的方式将岩石切割开。
粉碎技术可使用液压锤等工具，通过冲击力将岩石粉碎为可掘进的块状物。
切割和粉碎技术的选择需结合工程地质条件和岩石特性进行合理调整，以提高施工效率和质量。
三、支护措施在困难地层中，支护措施的选择对施工安全和效果起着重要作用。
常见的支护措施包括锚杆支护、钻孔注浆、预应力锚索支护等。
锚杆支护可通过钻孔预埋螺旋钢筋或钢管，将固结剂注入锚杆孔道，形成稳固的支护结构。
钻孔注浆是利用注浆剂填充岩层裂隙，增加岩层的强度和稳定性。
预应力锚索支护是通过钻孔预应力锚杆，以预应力锚索将岩体约束，提高围岩的整体稳定性。
四、机械选型和参数优化在困难地层中，选择适合的岩石掘进机对施工效率和质量有着重要影响。
机械选型时需考虑岩体硬度、地下水位、地质条件等因素，并结合工程规模和施工周期进行合理选择。
参数优化包括刀盘转速、推进速度、刀盘数量等方面的调整，可通过试验和实践进行优化，以提高机械的适应性和工作效率。
五、定期维护和检修岩石掘进机在困难地层中的施工过程中，定期维护和检修是确保机械稳定运行和延长使用寿命的重要措施。
维护和检修工作包括清洁润滑、更换磨损部件、检测控制系统等方面。
定期维护和检修可根据工作量和工况条件，制定合理的检修计划和周期，以保证机械的稳定运行和安全施工。
六、工程经验总结在长期的工程实践中，不断总结工程经验是提高岩石掘进机施工技术的重要途径。
通过分析施工过程中的困难和问题，并结合相应的解决方案，总结出一套适合困难地层中岩石掘进机施工的经验，以指导未来类似工程的施工。
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5.2.2全断面岩石掘进机的类型与结构
按掘进的方式：全断面一次掘进式（又叫一次成洞）和分 次扩孔掘进式（又叫两次成洞）。 按掘进机是否带有护壳：敞开式和护盾式。 掘进机的结构部件：机构和系统。 机构：刀盘、护盾、支撑、推进、主轴、机架及附属设施 设备等。 系统：驱动、出渣、润滑、液压、供水、除尘、电气、定 位导向、信息处理、地质预测、支护、吊运等。
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图5-5 TB880Ｈ/TS-（φ8.8m）型护盾式全断面掘进机
1-刀盘；2-石碴漏斗；3-刀盘驱动装置；4-支撑装置；5-盾尾密
封；6-凿岩机；7-砌块安装器；8-砌块输送车； 9-盾尾面； 10-
辅助推进液压缸； 11-后盾； 12-主推进液压缸；13-前盾；14-
D—刀盘直径，m。 刀盘转速与直径成反比，刀盘直径越大，转速越低。
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刀盘扭矩：根据围岩条件、掘进机类型、掘进机结构、掘进机直径 确定。
刀盘驱动功率：根据刀盘扭矩、转速及传动效率确定。 掘进推力：必须根据各种推进阻力的总和及其所需要的富裕量确定。 掘进行程：宜选用长行程，护盾式掘进机的掘进行程必须根据管片
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（a）导洞掘进机；（b）Wirth 扩孔机主机部分 图5-6 扩孔机施工方式图
1-推进液压缸；2-支撑液压缸；3-前凯氏外机架；4-前凯氏内机架 ；5-护盾；6-切削盘；7-石渣槽；8-输送带；9-后凯氏内机架；10后凯氏外机架；11-后支承；12-滚刀；13-护盾液压缸；14-前支承
还配备有如运渣运料、支护、供电、供水、排水、通风等后配套系统，
总长度较大，一般为150～300m。
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掘进机的基本施工工艺：刀盘旋转破碎岩石，岩渣由刀盘上 的铲斗运至掘进机的上方，靠自重下落至溜渣槽，进入机头 内的运渣胶带机，然后由带式输送机转载到矿车内，利用电 机车拉到洞外卸载。掘进机在推力的作用下向前推进，每掘 够一个行程便根据情况对围岩进行支护。
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5.2.4.4 掘进机主要技术参数的选择
刀盘直径：按掘进机的类型、成洞洞径、衬砌厚度等确定，可按下式计算： 开敞式 D=d+2（h1+h2+h3） 护盾式 D= D0+2（δ+ பைடு நூலகம்）
式中：D—刀盘直径，m； d—工程要求的成洞洞径，m； h1—预留变形量（考虑掘进误差、围岩变形量、模注衬砌误差），m； h2—初期支护厚度，m； h3—二次衬砌厚度，m； D0—管片内径，m； δ—管片厚度，m； h—灌注的砾石平均厚度，m。
切削盘支承和主梁是掘进机的总骨架，二者联为一体，为所有其 它部件提供安装位置；切削盘支承分顶部支承、侧支承、垂直前支承， 每侧的支承用液压缸定位；主梁为箱形结构，内置出渣胶带机，两侧 有液压、润滑、水气管路等。
支撑分主支撑和后支撑，主支撑分单T型支撑和双X型支撑。
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秦岭终南山特长公路隧道道路等级按高速公路设计。隧道横 断面高5米、宽10.5米，双车道各宽3.75米。上、下行线两 条隧道间每750米设紧急停车带一处、每500米设行车横通道 一处、每250米设人行横通道一处。 2019年1月20日建成通车。秦岭终南山公路隧道是我国 自行设计施工的高速公路特长隧道，堪称世界第二、亚洲第 一，是世界上第一个采用双洞单向行驶的特长隧道，双洞全 长36.04公里，建设规模居世界第一。
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5.1 概述
在岩石中开凿矿山巷道或交通隧道时，除采用 常规的钻眼爆破法外，还可采用掘进机施工。
掘进机：是指能够直接截割、破碎工作面岩石， 同时完成装载、转运岩石，并可调动行走和进行喷 雾除尘的功能，有的还具有支护功能，以机械方式 破落煤、岩的隧（巷）道掘进综合机械。
5 岩石隧（巷）道掘进机施工
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中国最长的铁路隧道：乌鞘岭 特长隧道，全长20.05公里， 是兰新铁路兰武段（兰州西至 武威南）新增二线铁路上的一 座长隧道，06年8月23日上 午实现双线开通。兰新铁路兰 武段是中国铁路网“八纵八横” 中重要“一横”——欧亚大陆 桥通道的组成部分，也是内地 连接新疆和甘肃河西地区的主 要通道。
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5.2.4.3 掘进机主机的选择
隧道的长度和弯曲度 在3km以上长度的隧道中使用才具有较好的技术经济效果；
隧道长度大于6km时应尽量使用，长度大于10km且工 程地质、水文地质条件较适宜时应优先考虑采用。 全断面掘进机对隧道的曲线半径有一定要求，曲线半径一 般要求在200m以上，隧道的拐弯半径必须大于或等于 所选机型所要求的拐弯半径。 隧道断面的形状与大小 全断面掘进机适用于圆形断面的隧（巷）道。断面大小基 本上可决定掘进机机型的大小，每种机型都有一定的使 用范围，选用时应考虑其最佳掘进断面积。如断面过大， 采用全断面掘进机时，可考虑扩孔机掘进或者先用小直 径全断面掘进机掘进再用钻爆法扩挖。
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5.2.4.4 掘进机主要技术参数的选择
刀盘转速：应根据围岩类别及刀盘直径等因素确定。 刀盘转速的选择还与刀盘直径有关，计算公式为：
n=60Vmax/πD 式中： n—刀盘转速，r/min；
Vmax —边刀回转最大线速度，m/s，一般控制 在2.5m/s以内；
支撑油缸；15-带式输送机
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5.2.2.3扩孔式TBM
当隧道断面过大时，会带来电能不足、运输困难、造价过高
等问题。在隧道断面较大、采用其它全断面掘进机一次掘进技术 经济效果不佳时就可采用扩孔式全断面掘进机。
扩孔式全断面掘进机是先采用小直径TBM先行在隧道中心用 导洞导通，再用扩孔机进行一次或两次扩孔。为保证掘进机支撑 有足够的撑紧力，导洞的最小直径为3.3m，扩孔的孔径一般不超 过导洞孔径的2.5倍。对于直径6m以上的隧道，除在松软破碎的 围岩中作业的护盾式掘进机外，设备制造商比较主张先打φ4m左 右的导洞，再用扩孔机扩孔。国外在1970年施工的一条隧道，先 用直径3.5m的掘进机开挖，然后用扩挖机扩大到10.46m；另一 隧道用的扩孔机直径为4.5m，扩孔直径10.8m。
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中国目前第二长的铁路隧道
中国最长的铁路隧道 ：秦岭隧道，位于西（安）（安）康
铁路青岔车站和营盘车站之间，由两座基本平行的单线隧道 组成，两线间距为30米，其中Ⅰ线隧道全长18460米；Ⅱ 线隧道全长18456米，居当时世界山岭隧道第6位、亚洲第 2位。
图5-3 Robbinsφ8.0m型敞开式全断面掘进机 1-顶部支承；2-顶部侧支承；3-主机架；4-推进油缸；5-主支撑架；6-TＢM主 机架后部；7-通风管；8-皮带输送机； 9-后支承带靴；10-主支撑靴；11-刀盘 主驱动；12-左右侧支承；13-垂直前支承；14-刀盘；15-锚杆钻；16-探测孔
环宽确定。合理选择掘进机行程对加快掘进速度、提高施工进度十 分有利。选用合理长行程可减少换步次数，提高总体施工速度。减 少停开机次数有利于延长掘进机寿命，当使用护盾式掘进机时，还 可减少混凝土管片接缝数量，从而减少渗漏水的概率。 贯入度：也称切深，即刀盘每转动一周刀具切入岩石的深度。贯入 度指标与岩石特性有关，如岩石类别、单轴抗压强度、裂隙发育、 可钻性、耐磨度、孔隙率等。 对掘进机本身而言，掘进速度=刀盘转速×贯入度，在相同的掘进 速度情况下，刀盘转速高时的贯入度低，刀盘扭矩小，而此时推进 力相对也较小。
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中国目前最长的公路隧道
秦岭终南山隧道：位于我国西部大通道内蒙古阿荣旗至广西 北海国道上西安至柞水段，在青岔至营盘间穿越秦岭，全长 18.4公里，技术标准为高速公路双洞四车道，行车速度为每 小时80公里。 终南山隧道2019年1月由国家发展计划委员会 批准立项建设，设计工期为67个月，总投资约25亿元人民币。 与已建成的我国第一长隧道——西安安康铁路秦岭隧道并行。
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掘进机分类：
掘进机按其结构特征和工作机构破岩方式的不
同，可分为：
全断面掘进机：主要适用于直径一般为2.5～10m的全岩 隧（巷）道，岩石的单轴抗压强度可达50～350MPa；可一 次截割出所需断面，且形状多为圆形，主要用于工程涵洞和 隧道的岩石掘进。 悬臂式掘进机：一般适用于单轴抗压强度小于60MPa的煤、 半煤岩和软岩水平巷道，一次仅能截割断面的一部分，需要 工作机构多次摆动才能掘出所需断面，断面可以是矩形、梯 形、拱形等多种形式，在矿山、尤其是煤矿巷道掘进中使用 普遍。
秦岭隧道Ⅰ、Ⅱ线均为单线电气化铁路隧道，Ⅰ线(左线)隧 道使用2台8.8米敞开式掘进机（TBM）由隧道两端相向施 工。Ⅱ线隧道(右线)，采用新奥法施工，初期支护为锚喷， 二次支护为马蹄型带仰拱的模筑混凝土复合衬砌。
隧道于2019年1月18日正式开工，2019年9月6日全部贯 通，2000年8月18日西康铁路开通运营。
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岩石性质： 掘进机对隧道的地层最为敏感 ，掘进机的具体类型
要根据地质条件、施工环境、工期要求等因素确定。 不同类型、型号的掘进机有其各自适用的最佳岩石 单轴抗压强度范围值。一般情况下，在围岩为中硬 以上且整体性较好的隧道中，宜选用敞开式掘进机； 中等长度隧道且整条隧道地质情况相对较差的条件 下使用单护盾式掘进机；双护盾式掘进机常用于复 杂地层的长隧道开挖，一般适应于中厚埋深、中高 强度、稳定性基本良好地质的隧道，对各种不良地 质和岩石强度变化有较好适应性。